Electroactive polyamide modified carbon paste electrode for the determination of ascorbic acid

Construction electroactive polyamide (EPA) with aniline-pentamer-based in the main chain has been modified on the surface of carbon paste electrode (CPE) for detecting ascorbic acid (AA). Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy studies confirm the well-defined molecular structure of the oligoaniline and EPA. Further, the in situ chemical oxidation of EPA was monitored by UV-Visible absorption spectrum. The electroactivity of the EPA was evaluated by performing electrochemical cyclic voltammetry study. The sensing response studies have revealed that this EPA-modified CPE electrode can detect AA in the range of 0.05–0.7 mM with detection limit of 0.005 mM and sensitivity of 1.5 × 10^–5 AmM^–1. Besides, this EPA-modified CPE electrode shows a minimal relative standard deviation of 1.73%.     

Highly sensitive and selective determination of malathion in vegetable extracts by an electrochemical sensor based on Cu-metal organic framework

Abstract

This article demonstrates the first application of a copper-based porous coordination polymer (BTCA-P-Cu-CP) as a carbon paste electrode (CPE) modifier for the detection of malathion. The electrochemical behavior of BTCA-P-Cu-CP/CPE was explored using cyclic voltammetry (CV) while chrono-amperometry methods were applied for the analytical evaluation of the sensor performance. Under optimized conditions, the developed sensor exhibited high reproducibility, stability, and wide dynamic range (0.6–24?nM) with the limits of detection and sensitivity equal to 0.17?nM and 5.7 µAnMcm^?1, respectively, based on inhibition signal measurement. Furthermore, the presence of common coexisting interfering species showed a minor change in signals (<4.4%). The developed sensor has been applied in the determination of malathion in spiked vegetable extracts. It exhibited promising results in term of fast and sensitive determination of malathion in real samples at trace level with recoveries of 91.0 to 104.4%. (RSDs < 5%, n?=?3). A comparison of the two studied techniques showed that the HPLC technique is unable to detect malathion when the concentration is lower than 1.8?µM while 0.006 µM is detected with appropriate RSDs 0.2–5.2% (n?=?3) by amperometric method. Due to the high sensitivity and selectivity, this new electrochemical sensor will be useful for monitoring trace malathion in real samples.     

响应曲面法优化电化学氧化技术处理染料废水

采用IR和XRD等手段对自制磷钼酸铁(FePMo12)杂多酸进行表征,表明杂多阴离子具有Keggin结构。将FePMo12负载于修饰后的分子筛上制备FePMo12/APTES-4A催化剂填充于电化学反应器中,考察电化学氧化体系对酸性大红3R染料废水的脱色效果,其脱色率高于二维电化学反应器。利用Box-Behnken中心组合实验设计及响应面(RSM)分析,以pH值,板间距,槽电压,曝气量为实验因素,建立了以酸性大红3R的脱色率为响应值的二次多项式回归模型。研究表明,当电解时间为60 min时,曝气量0.05 m3/h、pH为2、板间距3.0 cm、槽电压11.0 V,在此条件下色度去除率可达69.4%,模型预测值与实验值能很好地吻合。方差分析结果表明,槽电压和pH、pH和曝气量的交互作用对响应值具有显著性影响。     

石墨毡电极预处理模拟邻甲酚废水

采用聚丙烯腈基石墨毡电极，以NaCl为电解质，在恒流电解的条件下，对质量浓度为1 000 mg/L、COD=3 672 mg/L的模拟邻甲酚废水进行预处理。研究了电解时间、初始废水pH、NaCl加入量、电流密度对邻甲酚去除率的影响，考察了废水的COD变化，并探讨了反应机理。实验结果表明：石墨毡电极具有较好的导电性、吸附性，对邻甲酚具有较好的电化学氧化性能;常温常压下，初始废水pH为6~7、电流密度为90 A/m2、向300 mL废水中加入0.5 g NaCl时，经4 h电解，邻甲酚的去除率达到97.1%，COD的去除率达到47.3%;处理后废水的BOD5/COD由0.04提高至0.33，可不经稀释直接进行生物处理。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

MnO2/CFP复合电极的制备及电吸附Pb2+特性的研究

电极材料的形貌结构与电化学性能等将直接影响着电吸附效果.本研究将二氧化锰(Mn O2)通过电沉积的方法负载于碳纤维纸(CFP)材料上,制备获得了Mn O2/CFP复合电极.所制得的Mn O2/CFP复合电极电化学性质稳定、电容量高,复合电极的单位质量比电容量可高达360 F·g-1.用此电极对初始浓度为6 mg·L-1左右的Pb2+溶液进行电吸附,考察了电沉积时间、电压、p H值等因素对复合电极电吸附效果的影响.结果表明,沉积时间为500 s、电压值为1.0 V、p H值为5.0的条件下可获得最佳的电吸附效果,电吸附3 h后原溶液中残留Pb2+达到0.01 mg·L-1以下,去除效率高达99%以上.本研究为水中重金属离子的去除提供了新的技术选择.     

贵金属负载TiO_2光催化降解甲苯研究

采用Degussa P25 TiO2粉末,利用光沉积法制备贵金属负载光催化剂M/TiO2(M分别为Pt、Pd、Ag和Au)。通过气相甲苯光催化降解实验考察M/TiO2的光催化活性。实验结果表明:负载1.0 wt%的Pt、Pd、Ag和Au四种贵金属均可提高TiO2光催化降解甲苯的效率,其中Pt/TiO2的光催化活性最佳。循环伏安法(CV)、塔菲尔(Tafel)和Mott-Schottky电化学测试证明Pt的负载抑制光生电子和空穴的复合,提高载流子浓度,进而增强TiO2光催化活性。     

石油污染物对海底微生物燃料电池性能的影响及加速降解效应

海底石油污染物在缺氧环境下导致其生物降解过程缓慢,对海洋环境造成长期危害.本文利用海底微生物燃料电池(BMFCs)原理,尝试通过电催化作用提高海底石油污染物的降解速率.对比测试了含油电池装置(BMFCs-A)与无油电池装置(BMFCs-B)的电化学性能,研究了石油污染物对电池性能的影响;比较了含油通路(BMFCs-A)和断路状态下(BMFCs-C)的石油降解率和细菌聚集量,分析了BMFCs对石油污染物降解的加速作用.结果表明,BMFCs-A和BMFCs-B阳极的交换电流密度分别为1.37×10-2A·m-2和1.50×10-3A·m-2,最大输出功率密度分别是105.79 m W·m-2和83.60 m W·m-2,BMFCs-A装置的抗极化能力增强,交换电流密度提高近9倍,最大输出功率密度提高1.27倍.BMFCs-A和BMFCs-C阳极表面的异养菌数量分别是(66±3.61)×107CFU·g-1和(7.3±2.08)×107CFU·g-1,细菌数量增加了8倍,高的异养菌数量导致石油降解加速进行,BMFCs的石油降解率是自然条件下的18.7倍.BMFCs在电化学性能提高的同时,加速石油污染物的降解.本文同时提出了一种海底微生物燃料电池对石油污染物加速降解的新模式.     

电化学法去除水中氯代有机化合物的研究进展

氯代有机化合物难降解、环境危害性极大，对氯代有机化合物的污染进行治理已成为水污染控制的重要课题。介绍了直接电化学氧化法、间接电化学氧化法、直接电化学还原法和间接电化学还原法用于水中氯代有机化合物处理的机理、研究现状；总结了电化学法去除氯代有机化合物的影响因素，同时指出电化学法在实际应用中存在的问题，并展望了氯代有机化合物电化学处理技术的应用前景。     

富磷上清液铁接触除磷工艺及影响因素

设计了一种由铁碳合金和钝态不锈钢作为电化学腐蚀两极系统的铁接触除磷反应器,首次尝试将铁接触除磷技术用于厌氧富磷上清液的处理.通过对模拟富磷上清液除磷效果的测定与分析,详细探讨了铁接触除磷工艺的影响因素,结果表明,曝气方式宜为间歇曝气,且最优曝气/停歇时间为 60 min/30 min;在进水总磷浓度为 30～50 mg/L范围内,随着磷浓度的升高,总磷去除率随之下降;而随着曝气强度、pH值的升高及水力停留时间的延长,总磷去除率随之升高;随着水温的升高,总磷去除率有波动,水温为27℃时,总磷去除率最大.将铁接触除磷工艺运用到侧流除磷方法中,最终可使出水总磷浓度达到国家<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002)中的一级(A)标准.